Analisi biomeccanica del piede e Teoria del caos

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Introduzione 
 
 
“La forma è lo specchio della funzione”       Virchow 
Tale definizione descrive inequivocabilmente il piede umano, e la sua veridicità 
risiede nell‟ evoluzione onto-genetica dello stesso. 
Diviene opportuno, dunque, tracciare sinteticamente le variazioni morfologico-
evolutive del piede, in modo da poter esplicare al meglio le funzioni che esso 
ricopre. Il corpo umano ha subito nel corso del tempo, circa 350 milioni di anni, 
innumerevoli mutamenti scaturiti dalla nascita di nuove esigenze, tra queste il 
cambiamento essenziale che interessa maggiormente il piede fu l‟acquisizione di 
una caratteristica peculiare per l‟uomo, la quale da quel momento lo avrebbe 
differenziato dall‟animale, ovvero, la deambulazione bipodale. 
L‟assunzione della posizione eretta, quindi, non segnò solamente il passaggio da 
una postura ad un‟altra, bensì con essa comportò modificazioni dell‟intera 
struttura umana, a livello del rachide si ebbe l‟acquisizione della curva lombare, 
mentre a livello podalico l‟alterazione dell‟originaria posizione delle ossa.
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Difatti ,queste dapprima distribuite intorno alla linea mediana e le cinque dita 
proiettate distalmente a forma di ventaglio, si disposero in modo da ridurre la 
distanza tra metatarsi, cosicché il metatarso del primo dito e le rispettive falangi, 
inizialmente opponibili, assunsero una posizione allineata rispetto alle altre 
quattro dita, dunque all‟afferramento prensile si sostituì l‟aggrappamento 
antigravitario. Questa correzione fu significativa in quanto promosse quelle 
successive, vale a dire lo sviluppo del tallone, elemento d‟appoggio e stabilità 
posteriore, a cui si accompagnò la formazione arcuata del piede, l‟aumento di 
dimensione delle ossa tarsali, la creazione del cuboide, l‟allungamento del primo 
metatarsale, ed ultimus sed non infimus lo spostamento del peso corporeo 
posteriormente. 
 La posizione bipede non fece altro che alterare le primitive conformazioni in 
modo da rendere il piede una “base solida sulla quale scaricare il peso 
corporeo”; a tal proposito Morton con una sua enunciazione sul piede umano 
“quella disposizione delle ossa e dei legamenti che rende il piede una base 
rigida con un margine di supporto sicuro in tutte le direzioni”  ne fece 
imperativo di “stabilità strutturale”. 
Le svariate modificazioni della morfologia umana, ovviamente, non avrebbero 
avuto luogo se l‟uomo non possedesse un‟attitudine intrinseca, ovverosia, la 
capacità di riuscire ad assimilare ed elaborare le informazioni circa l‟ambiente 
esterno e successivamente modellare ogni parte del suo corpo per adattarla all‟ 
habitat che lo circonda; ciò si traduce, certamente, nella costante ricerca di 
perseguire al meglio l‟obiettivo dell‟omeostasi, o per meglio dire quella 
condizione di equilibrio dinamico dell‟organismo. 
Oltre ad annoverare il piede come “mirabile elemento di sostegno” ritengo sia 
opportuno, a tal punto, introdurre un concetto cardine dell‟evoluzione 
morfogenetica e funzionale del piede, quella di “piede organo cibernetico”, 
ossia, capace di adattarsi alla biosfera, sfruttando e combinando le informazioni
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pervenute dall‟habitat e dal patrimonio genetico evolvendo in tal modo la sua 
architettura, al fine di attuare una regolazione fine e corretta del proprio 
funzionamento. 
L‟informazione genetica, dunque, forgia la struttura podalica donandole una 
conformazione di fondo, per intenderci  la cosiddetta memoria genetica; mentre 
l‟informazione ambientale si accosta alla genetica realizzando successivamente 
la trasmissione delle caratteristiche acquisite alle generazioni future. 
Sebbene il modus procedendi di tale meccanismo di trasmissione posso apparire 
perfetto, esso viene perturbato dal fattore culturale, o meglio dai terreni asfaltati 
e scarpe inadeguate, il quale sovverte le informazioni ambientali provocando 
una sorta di ritardo evolutivo. 
Alle già citate trasformazioni morfologiche umane si accompagnarono, 
naturalmente, anche l‟innalzamento del baricentro, il restringimento dell‟area di 
sostegno, fu mediante tale metamorfosi  che l‟uomo da sempre soggiogato dalla 
forza di gravità  vi si oppose tramite la via cibernetica, la quale permise la 
gestione della forza gravitazionale, acquisendo la piena padronanza della propria 
struttura e plasmando se stesso per non cedere di fronte alla  potenza della 
gravità; è possibile sostanzialmente individuare nel piede “l‟organo di controllo 
antigravitario”. 
Questa affermazione viene avvalorata dalla zona di rappresentazione corticale 
sensitiva del piede dell‟homunculus di Penfield e Rasmussen, la quale  raffigura 
1/10 di quella del modello globale,   stabilendo pertanto che quest‟ultima gode 
di un‟estensione maggiore di quella della mano, di conseguenza le afferenze 
corticali  del piede sono più numerose, tanto è vero che dal punto di vista neuro-
fisiologico presenta innumerevoli recettori sensibili alla pressione o allo 
stiramento,definiti anche recettori a lento adattamento,  tra cui i dischi di Merkel 
presenti negli strati superficiali della pelle, i corpuscoli di Ruffini situati  a 
livello sottocutaneo; seguono i recettori ad adattamento intermedio, adibiti al
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controllo della velocità di movimento, ossia i corpuscoli di Meissner, anch‟essi 
posti negli stati superficiali della pelle; in successione si presentano i  recettori 
ad adattamento rapido,  i corpuscoli di Pacini. Oltre ai sopraccitati 
meccanocettori è d‟obbligo ricordare i nocicettori, vale a dire quei recettori che 
rispondono a stimoli cutanei, dunque i nocicettori meccanici,termici e 
polimodali, ovviamente sono presenti a livello podalico anche i termocettori, ed 
infine i propriocettori, fusi neuro-muscolari, recettori tendinei del Golgi e 
recettori articolari; tali sono dei meccanocettori che presentano funzioni 
propriocettive, pertanto forniscono informazioni sul grado di tensione o 
contrazione di un muscolo al corno posteriore del midollo spinale attraverso le 
vie afferenti. 
Grazie alla presenza di cotanti recettori è possibile sostenere che al piede sia 
destinato il costante controllo antigravitario, per consentire all‟uomo di 
assumere la posizione eretta e di spostarsi nello spazio.
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I muscoli intrinseci ed estrinseci del piede, ovvero il secondo ambiente di 
raccolta dati, grazie a due tipi di meccanocettori i fusi neuromuscolari sensibili 
allo stiramento e gli organi tendinei del Golgi, situati in serie nei tendini 
specialmente nella zona di confine tra tendine e muscolo, sensibili alle 
variazioni di tensione. Il terzo ambiente di raccolta è rappresentato dai recettori 
articolari, i recettori incapsulati e le terminazioni libere, che indagano su 
posizione e movimento.
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Presupposti fisici 
 
Il corpo umano, come d‟altronde tutti i corpi in moto o in statica, è regolato da 
leggi fisiche, verosimilmente diviene impossibile applicare i concetti 
meccanico-ingegneristici in forma assoluta alla biomeccanica umana, per cui tali 
principi fisici verranno adattati alle strutture umane, considerato che il fenomeno 
fisico non è comparabile a quello biologico. 
La meccanica del movimento e la stabilità della struttura podalica sono 
sottoposte alle leggi della dinamica e della gravità; è pur vero che trattando la 
biomeccanica ed i principi che la condizionano si delineano altresì i presupposti 
su cui poggia la postura, di cui parlerò più avanti nella mia trattazione, benché 
tali tematiche siano distinte è possibile considerarle come due elementi 
inscindibili, in quanto accomunate dai medesimi presupposti fisici. 
Al fine di riuscire a comprendere in che modo avvenga la trasmissione del 
carico umano al suolo e le relazioni intercorrenti tra gravità e uomo è d‟obbligo 
far riferimento, anzitutto al primo principio della dinamica di Newton, secondo 
cui: 
“Un corpo rimane nel suo stato di quiete o di moto rettilineo uniforme, finché 
non interviene una causa esterna a variare il suo stato”. 
Suddetto principio, inoltre, viene definito come principio d‟inerzia, giacché la 
tendenza di un corpo a mantenere invariato il suo moto viene identificata come 
inerzia. 
In tale enunciato è possibile dedurre che un corpo fermo tende a rimanere in 
questo stato se tutte le forze ( cause ) che agiscono su di esso abbiano una 
risultante nulla. 
L‟influenza delle forze si traduce sempre in accelerazione quindi in velocità, 
tanto è vero che l‟accelerazione è il rapporto  fra la variazione di velocità e
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l‟intervallo di tempo in cui essa avviene; dunque ,occorre introdurre il secondo 
principio della dinamica, il quale sancisce che: 
“La risultante delle forze applicate ad un corpo è uguale al prodotto della 
massa del corpo per l’accelerazione che esso acquista”. 
 
 
Il corpo umano può essere finanche indicato come una massa, la quale è una 
caratteristica intrinseca, tuttavia considerando che questa deve sottostare alle 
regole della gravità, la massa viene modificata in peso, che corrisponde per 
l‟appunto alla massa per la gravità a cui essa è sottoposta. 
Se concepiamo, a questo punto, l‟accelerazione come accelerazione di gravità e 
l‟accelerazione prodotta come effetto della forza, possiamo infine far coincidere 
la forza con forza di gravità ed attestare che quest‟ultima agente su tutti i corpi, 
sia la sola a provocare  lo spostamento delle strutture biologiche; tale riflessione 
viene suffragata dalla legge gravitazionale universale di Newton: 
“Due corpi qualsiasi nell’Universo si attraggono con una forza che è 
direttamente proporzionale al prodotto delle loro masse ed inversamente 
proporzionale al quadrato della loro distanza”. 
 
Da sovraccitata teoria si desume che la terra ed il corpo umano si attraggono 
reciprocamente in relazione alla loro quantità di materia governate da una forza 
chiamata gravità. 
La struttura podalica in quanto interagente con il suolo mediante un contatto 
viene  perfino regolata dal principio delle azioni reciproche, ossia, il terzo 
principio della dinamica: 
“Quando il corpo A esercita una forza sul corpo B, il corpo B eserciterà su A 
una forza uguale ed opposta”.